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聚偏氟乙烯(PVDF)具有耐高温、韧性好、良好的机械性能以及稳定的化学性能等许多优点，使得其在过滤、空气净化、电池隔膜等领域有广阔的应用前景，因而对PVDF微孔膜的深入研究是促进其在上述领域应用的基础。
论文通过溶胶-凝胶法，选用高沸点的乙二醇(EG)作为正硅酸四乙酯(TEOS)和水的共溶剂，在高温下由TEOS快速溶胶-凝胶得到纳米SiO2，并且用EG对SiO2表面的羟基(-OH)进行接枝改性，以提高其在聚合物溶液中的分散性。论文以机械搅拌与静电排斥为主要分散手段，研究了纳米SiO2在聚合物溶液及PVDF纳米纤维中的分散机理，提出了静电场下纳米SiO2颗粒的取向排列规律。
论文使用静电纺丝技术制备了具有不同结构的PVDF/SiO2复合纳米纤维，研究了适合PVDF/SiO2纳米纤维的临界纺丝条件，并使用纺丝溶液缠结浓度理论对临界纺丝浓度进行了分析，实验结果表明纳米SiO2的含量能显著影响临界纺丝电压，临界收集距离随着施加电压的增加而增大；临界缠结浓度与最低成纤的浓度一致，而最高纺丝浓度则由半稀缠结区与浓溶液区的交点决定。
课题以纺丝电压、收集距离、纺丝温度等为主要调节手段，研究了PVDF/SiO2纳米纤维膜的直径、表面形貌、比表面积和孔隙率等性质的调控方法。结果表明：静电电压是控制纳米纤维直径的主要因素；纤维直径随着收集距离的增大先减小后增大；收集距离、溶液配比、纺丝温度均能对纳米纤维的微观形貌产生影响，尤其是后两种纺丝因素的变化会使复合纳米纤维表面出现微孔。论文发现纳米纤维膜的比表面积和孔隙率可由静电电压和纺丝温度等参数进行调节。
PVDF/SiO2复合纳米纤维结晶行为是本论文研究的重点内容之一。论文使用X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DSC)以及傅立叶红外光谱(FTIR)等分析方法研究了PVDF/SiO2的晶型变化、结晶度的控制以及结晶动力学等内容。实验结果表明：纳米SiO2的存在有助于PVDF晶区中β晶型的生成；静电电压是影响PVDF晶型变化的主要因素。强电场有助于β晶型的生长，并且强电场引起的结晶诱导促进了PVDF的结晶速率，提高了PVDF的结晶度；温度对结晶速率的影响具有两面性，实验通过不同温度下的结晶动力学的研究，得出了在35℃的纺丝温度时结晶度最高。
论文根据原子力显微镜中的纤维微细形变、探针的应力-应变等的变化，首次提出了使用力-距离曲线测试单根纳米纤维杨氏模量的实验方法。实验测试发现，纳米SiO2含量、纺丝电压和温度是影响PVDF/SiO2模量的主要因素。本文针对纳米纤维膜的结构特点，创新性地提出了纳米纤维膜内部的三种结合模式：叠加模式、珠节模式以及熔接模式。同时把PVDF/SiO2的拉伸断裂性能与单纳米纤维的力学性能以及纤维的结合模式结合起来，提出了纳米纤维的拉伸断裂机理——滑移与断裂模式。
论文在研究复合纳米纤维表面接触角时首次提出了半浸润模型，并对模型的适用范围进行了讨论，把液体在纳米纤维膜表面的润湿行为按照接触角的变化范围划分成三个不同的区域；对液体在纳米纤维膜孔隙中的传输行为提出运用Washburn接触角理论分析的方法。通过复合纳米纤维膜吸水性能的研究发现，表面接触角和Washburn孔隙接触角是影响纳米纤维膜润湿性能的主要原因。